[发明专利]一种纯铜真空蒸发制备铜粉的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种纯铜真空蒸发制备铜粉的方法，属于火法冶炼技术领域。

背景技术

铜粉末的产量仅次于铁粉、铝粉，主要用于粉末冶金（PM）制品、金刚石工具、电碳、颜料等行业，在工业生产中发挥着重要作用。

目前，制备铜粉的主要方法有电解法、雾化法、还原法和气相法等。电解法制备铜粉纯度高、颗粒呈树枝状、比表面积大、成型性能优异，但是生产成本高、污染环境较严重，电解粉末因其特有的性能还不能被其它工艺制备的粉末所替代；雾化法具有成分易合金化、成本低、污染小等优点，正在取代部分电解铜粉工艺而得到应用，但是生产工艺较复杂，技术要求较高；还原法制备的铜粉纯度高、比表面积大、低松装密度等优异性能，但是成型性能较差、工艺复杂、污染环境；气相法制备铜粉具有产品纯度高，表面清洁、分散性好、粒径分布窄且粒度易控制等优点，但是原料气体比较昂贵，设备复杂，反应条件较高，产量较小，制备成本较高。

利用金属铜在真空中高温挥发的特性制备铜粉的尚未见报道。

发明内容

为克服现有技术制备铜粉工艺复杂、产量低、成本高等问题，本发明提供一种短流程、无污染的纯铜（含铜≥99.5%）真空蒸发制备铜粉的方法，通过下列技术方案实现。

一种纯铜真空蒸发制备铜粉的方法，其特征在于经过下列各步骤：

A．按常规将纯铜表面的氧化层及其他杂质除去，用质量浓度为5～20%的盐酸浸泡纯铜5～10分钟，再用无水乙醇冲洗1～3次，最后用蒸馏水清洗1～3次，之后真空烘干备用；

B．在真空度为2～30Pa的条件下，在升温速率为20～40℃/分钟的条件下，将步骤A的纯铜加热升温至1200～1250℃，保持10～20分钟，去除纯铜表面的低沸点杂质，然后再次在升温速率为40～60℃/分钟的条件下，升温加热纯铜至1300～1700℃，再继续加热升温至1500～1800℃，使其成为铜蒸气；

C．在真空度为2～15Pa、温度为100～200℃的条件下，将步骤B的铜蒸气降温、冷却至室温，即得铜粉。

本发明所得铜粉为平均粒径达1.7μm的球形、类球形或片状铜粉，铜粉纯度可达到一号电解铜粉国家标准和一号纯铜国家标准。本发明相对现今电解法、雾化法、还原法、蒸发法等方法制备铜粉的工艺，具有显著优点：整个制备过程无需使用任何化学试剂，工艺简单，节约能源，对环境无污染。

附图说明

图1为实施例1所得铜粉的扫描电子显微镜图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

A．将纯铜表面的氧化层及其他杂质按常规方法除去后，用质量浓度为20%的盐酸浸泡5分钟，再用无水乙醇冲洗3次，最后用蒸馏水清洗2次，之后真空烘干备用；

B．在真空度为2Pa、升温速率为20℃/分钟的条件下，将步骤A的纯铜加热升温至1200℃，保持10分钟，去除纯铜表面的低沸点杂质，然后再次以40℃/分钟的升温速率升温至1300℃，再加热50分钟，达到1500℃，使其成为铜蒸气；

C．在真空度为5Pa、温度为100℃的条件下，将铜蒸气迅速降温、冷却至室温，即得铜粉。

所得为平均粒径为1.7μm的球形或类球形铜粉，铜粉纯度达到一号电解铜粉国家标准及一号纯铜国家标准。

所得铜粉的扫描电子显微镜图见图1。

实施例2

A．将纯铜表面的氧化层及其他杂质除去，用质量浓度为5%的盐酸浸泡10分钟，再用无水乙醇冲洗2次，最后用蒸馏水清洗1次，之后真空烘干备用；

B．在真空度为20Pa、升温速率为40℃/分钟的条件下，将步骤A的纯铜加热升温至1220℃，保持15分钟，去除纯铜表面的低沸点杂质，然后再次以50℃/分钟的升温速率升温至1500℃，再加热30分钟，达到1600℃，使其成为铜蒸气；

C．在真空度为15Pa、温度为200℃的条件下，将铜蒸气迅速降温、冷却至室温，即得铜粉。

所得为平均粒径为2.5μm的球形或片状铜粉，铜粉纯度达到一号电解铜粉国家标准和一号纯铜国家标准。

该实施例所得铜粉纯度与国家标准的对照表：